(57)【要約】  基板アライメント用のマシンビジョンシステムは、第１及び第２照明源（１１、１２）、第１及び第２反射器（２１、２２）、第１及び第２対物レンズ（３１、３２）並びに第１及び第２検出器（４１、４２）を含み、各ペアはＸ軸に関して対称である。第１及び第２照明源から放射された光ビームは、それぞれの基板（１、２）に照射されて反射され、それぞれの対物レンズによって拡大され、それぞれの検出器によって受光され検出される。アライメント装置もまた開示されている。第１及び第２照明源、第１及び第２反射器、第１及び第２対物レンズ並びに第１及び第２検出器の各ペアをＸ軸に関して対称に配置することにより、対物レンズのレンズバレルの方向に沿ったマシンビジョンシステムの設置面積を大幅に減少し、拡大された検出範囲及び改善されたアライメント効率及び精度が得られる。【選択図】図２
2019523420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸に沿って対称に配置された第１及び第２基板間に配置された基板アライメント用マシンビジョンシステムであって、
前記マシンビジョンシステムは、第１及び第２照明源、第１及び第２反射器、第１及び第２対物レンズ並びに第１及び第２検出器を備え、
前記第１及び第２照明源、前記第１及び第２反射器、前記第１及び第２対物レンズ並びに前記第１及び第２検出器の各ペアはＸ軸に関して対称であり、前記第１及び第２照明源から放射された光ビームはそれぞれの基板に照射されて反射され、それぞれの対物レンズによって拡大され、それぞれの検出器によって受光され検出される、
基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項２】
前記第１及び第２照明源、前記第１及び第２反射器、前記第１及び第２対物レンズ並びに前記第１及び第２検出器は、駆動機構が取り付けられるベースフレームに固定され、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向のうちの１つ又は複数に移動するようベースフレームを駆動し、Ｙ軸はＸ軸に直交し、Ｚ軸はＸ軸とＹ軸の両方に直交する、
請求項１に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項３】
前記第１及び第２対物レンズはＸ軸に沿って対称に配置され、前記第１及び第２基板にそれぞれ位置的に対応し、前記第１及び第２反射器は、前記第１及び第２対物レンズに関して対称に配置される、
請求項２に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項４】
前記第１反射器及び前記第１検出器はＸ軸に沿って水平に配置され、
前記第２反射器及び前記第２検出器はＸ軸に沿って水平に配置され、
前記第１及び第２検出器はＸ軸に沿って前記第１及び第２対物レンズの同じ側に配置されている、
請求項３に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項５】
前記第１反射器と前記第１検出器との間に第１ビームスプリッタが設けられ、前記第１照明源が前記第１ビームスプリッタと位置的に対応し、
前記第２反射器と前記第２検出器との間に第２ビームスプリッタが設けられ、前記第２照明源が前記第２ビームスプリッタと位置的に対応し、
前記第１照明源から放射された光ビームは前記第１ビームスプリッタによって前記第１反射器の方に向けられ、
前記第２照明源から放射された光ビームは前記第２ビームスプリッタによって前記第２反射器の方に案内される、
請求項４に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項６】
前記第１対物レンズと前記第１反射器との間に第３反射器が配置され、前記第２対物レンズと前記第２反射器との間に第４反射器が配置され、
前記第１反射器からの光ビームは、前記第３反射器によって前記第１基板の方に反射され、前記第１基板によって反射され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第３反射器及び前記第１反射器によって前記第１検出器の方に逐次偏向され、
前記第２反射器からの光ビームは、前記第４反射器によって前記第２基板の方に反射され、前記第２基板によって反射され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第４反射器及び前記第２反射器によって前記第２検出器の方に逐次偏向される、
請求項５に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項７】
前記第１及び第２反射器の間に第３ビームスプリッタが設けられ、前記第３ビームスプリッタは、前記第１及び第２対物レンズの両方と位置的に対応し、
前記第１反射器からの光ビームは前記第３ビームスプリッタによって前記第１基板の方に案内され、前記第１基板によって反射され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第３ビームスプリッタ及び前記第１反射器によって前記第１検出器の方に逐次偏向され、
前記第２反射器からの光ビームは前記第３ビームスプリッタによって前記第２基板の方に向けられ、前記第２基板によって反射され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第３ビームスプリッタ及び前記第２反射器によって前記第２検出器の方に逐次偏向される、
請求項５に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項８】
前記第１反射器、前記第１対物レンズ及び前記第１検出器は、Ｘ軸に沿って並んで配置され、
前記第２反射器、前記第２対物レンズ及び前記第２検出器は、Ｘ軸に沿って並んで配置されている、
請求項２に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項９】
前記第１対物レンズと前記第１検出器との間に第１ビームスプリッタが設けられ、前記第１照明源は前記第１ビームスプリッタと位置的に対応し、
前記第２対物レンズと前記第２検出器との間に第２ビームスプリッタが設けられ、前記第２照明源は第２ビームスプリッタと位置的に対応し、
前記第１照明源から照射された光ビームは、前記第１ビームスプリッタによって前記第１反射器の方に導かれ、
前記第２照明源から照射された光ビームは、前記第２ビームスプリッタによって前記第２反射器の方に向けられる、
請求項８に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項１０】
前記第１対物レンズと前記第１基板との間に第３反射器が配置され、前記第２対物レンズと前記第２基板との間に第４反射器が配置され、
前記第１反射器からの光ビームは、前記第３反射器によって前記第１基板の方に案内され、前記第１基板によって反射され、記第３反射器及び前記第１反射器によって前記第１検出器の方に逐次偏向され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第１検出器によって受光され、
前記第２反射器からの光ビームは、前記第４反射器によって前記第２基板の方に向けられ、前記第２基板によって反射され、前記第４反射器及び前記第２反射器によって前記第２検出器の方に逐次偏向され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第２検出器によって受光される。
請求項９に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項１１】
前記第１及び第２反射器の間に第３ビームスプリッタが設けられ、
前記第１反射器からの光ビームは、前記第３ビームスプリッタによって前記第１基板の方に向けられ、前記第１基板によって反射され、前記第３ビームスプリッタ及び前記第１反射器によって前記第１対物レンズの方に逐次偏向され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第１検出器によって受光され、
前記第２反射器からの光ビームは、前記第３ビームスプリッタによって前記第２基板の方に案内され、前記第２基板によって反射され、前記第３ビームスプリッタ及び前記第２反射器によって前記第２対物レンズの方に逐次偏向され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第２検出器によって受信される、
請求項９に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項１２】
前記第１及び第２照明源は、Ｘ軸に沿って前記第１及び第２反射器の間に配置され、
前記第１及び第２照明源は、Ｙ軸に沿って対称であり、それぞれ前記第１及び第２基板に位置的に対応し、
前記第１及び第２照明源から放射された光ビームは、それぞれ前記第１及び第２基板に直接照射される、
請求項８に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。 
【請求項１３】
前記第１対物レンズと前記第１照明源との間に第３反射器が設けられ、前記第２対物レンズと前記第２照明源との間に第４反射器が設けられ、
前記第１基板から反射された光ビームは、前記第３反射器及び前記第１反射器によって前記第１対物レンズの方に逐次偏向され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第１検出器によって受光され、
前記第２基板から反射された光ビームは、前記第４反射器及び前記第２反射器によって前記第２対物レンズの方に逐次偏向され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第２検出器によって受光される、
請求項１２に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項１４】
前記第１及び第２照明源の間に第３ビームスプリッタが設けられ、前記第３ビームスプリッタは前記第１及び第２照明源と位置的に対応し、
前記第１基板から反射された光ビームは、前記第３ビームスプリッタ及び前記第１反射器によって前記第１対物レンズの方に逐次偏向され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第１検出器によって受光され、
前記第２基板から反射された光ビームは、前記第３ビームスプリッタ及び前記第２反射器によって前記第２対物レンズの方に逐次偏向され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第２検出器によって受光される、
請求項１２に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項１５】
前記第１及び第２検出器がＣＣＤカメラとして実施される、
請求項１に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステム。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の基板アライメント用マシンビジョンシステムを備える、
基板アライメント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板接合の分野に関し、特に、基板アライメント用マシンビジョンシステム及びアライメント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体プロセスでは、２つの基板を接合する前に、基板接合装置を用いて、それらを互いに位置合わせしなければならない。基板アライメントは、基板の接合に関わる最も重要な技術の一つである。
【０００３】
既存の基板アライメント方法では、まず、結合されるべき２つの基板が、それらのそれぞれのマークを有する面を互いに向かい合わせて位置決めされ、次に、２つのセットの顕微鏡対物レンズが２つのグループのアライメントマークの位置を検出し、その後、アクチュエータによって、それらの間のオフセットが除去される。接合プロセスに制限されて、接合前に２つの基板間の非接触を確実にするために、アライメントは、２つの基板間に挿入されたスペーサを用いて行われなければならない。これは２つの基板間にかなり大きな間隙を形成し、その間隙は通常０．４ｍｍより大きい。使用される顕微鏡対物レンズの被写界深度は、２つの基板上のアライメントマークの鮮明な像を得るために２つの基板間の距離を超えることが要求される。しかしながら、いかなる顕微鏡対物レンズについても、その解像度と被写界深度との間にはトレードオフがある。すなわち、より大きな被写界深度を有する顕微鏡対物レンズは、典型的にはより低い解像度を有する。このため、被写界深度の制約から、より高い解像度の顕微鏡対物レンズを採用してアライメント精度をさらに高めることは困難である。
【０００４】
この問題を克服するために、図１に示すように、第１基板１'と第２基板２'との間に配置された２つのペアの顕微鏡対物レンズ３'を有するマシンビジョンシステムを含み、第１及び第２基板１'、２'上のアライメントマークをそれぞれ検出し、対物レンズの検出結果に基づいて、それぞれの基板を支持する移動ステージを６自由度（６−ＤＯＦ）で移動させることによって第１及び第２基板１'、２'をアライメントする、従来技術の検査装置が提案されている。この手法では、第１及び第２基板１'、２'に焦点を合わせ、アライメントマークを探すために、マシンビジョンシステムの顕微鏡対物レンズ３'は、Ｘ、Ｙ、及びＺの全てにおいて移動可能であることが必要である。しかし、マシンビジョンシステムの顕微鏡対物レンズ３'は水平に同軸に配向されているので、それらのかさ高いレンズバレルは基板間のスペースの大部分を占め、その結果、この方向におけるマシンビジョンシステムの検出範囲が制限される。結果として、基板のいくつかの領域はマシンビジョンシステムにとってアクセス不可能であり、その全体的なアライメント精度を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、基板アライメント用マシンビジョンシステム及びアライメント装置を提示することによって、同軸及び水平に配向された顕微鏡対物レンズのかさ高いレンズバレルの大きな設置面積が制限された検出範囲及びアライメント精度をもたらすという、従来の装置に関する上記の問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のために、提示された基板アライメント用マシンビジョンシステムは、Ｘ軸に沿って対称に配置された第１及び第２基板間に配置され、第１及び第２照明源、第１及び第２反射器、第１及び第２対物レンズ並びに第１及び第２検出器を含む。前記第１及び第２照明源、前記第１及び第２反射器、前記第１及び第２対物レンズ並びに前記第１及び第２検出器の各ペアはＸ軸に関して対称であり、前記第１及び第２照明源から放射された光ビームはそれぞれの基板に照射されて反射され、それぞれの対物レンズによって拡大され、それぞれの検出器によって受光され検出される。
【０００７】
さらに、前記第１及び第２照明源、前記第１及び第２反射器、前記第１及び第２対物レンズ並びに前記第１及び第２検出器は、駆動機構が取り付けられるベースフレームに固定され、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向のうちの１つ又は複数に移動するようベースフレームを駆動し、Ｙ軸はＸ軸に直交し、Ｚ軸はＸ軸とＹ軸の両方に直交する。
【０００８】
さらに、前記第１及び第２対物レンズはＸ軸に沿って対称に配置され、前記第１及び第２基板にそれぞれ位置的に対応し、前記第１及び第２反射器は、前記第１及び第２対物レンズに関して対称に配置される。
【０００９】
さらに、前記第１反射器及び前記第１検出器はＸ軸に沿って水平に配置され、前記第２反射器及び前記第２検出器はＸ軸に沿って水平に配置され、前記第１及び第２検出器はＸ軸に沿って前記第１及び第２対物レンズの同じ側に配置されている。
【００１０】
さらに、前記第１反射器と前記第１検出器との間に第１ビームスプリッタが設けられ、前記第１照明源が前記第１ビームスプリッタと位置的に対応し、前記第２反射器と前記第２検出器との間に第２ビームスプリッタが設けられ、前記第２照明源が前記第２ビームスプリッタと位置的に対応し、前記第１照明源から放射された光ビームは前記第１ビームスプリッタによって前記第１反射器の方に向けられ、前記第２照明源から放射された光ビームは前記第２ビームスプリッタによって前記第２反射器の方に案内される。
【００１１】
さらに、前記第１対物レンズと前記第１反射器との間に第３反射器が配置され、前記第２対物レンズと前記第２反射器との間に第４反射器が配置され、前記第１反射器からの光ビームは、前記第３反射器によって前記第１基板の方に反射され、前記第１基板によって反射され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第３反射器及び前記第１反射器によって前記第１検出器の方に逐次偏向され、前記第２反射器からの光ビームは、前記第４反射器によって前記第２基板の方に反射され、前記第２基板によって反射され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第４反射器及び前記第２反射器によって前記第２検出器の方に逐次偏向される。
【００１２】
さらに、第３ビームスプリッタが前記第１及び第２反射器の間に設けられ、前記第１及び第２対物レンズの両方と位置的に対応し、前記第１反射器からの光ビームは前記第３ビームスプリッタによって前記第１基板の方に案内され、前記第１基板によって反射され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第３ビームスプリッタ及び前記第１反射器によって前記第１検出器の方に逐次偏向され、前記第２反射器からの光ビームは前記第３ビームスプリッタによって前記第２基板の方に向けられ、前記第２基板によって反射され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第３ビームスプリッタ及び前記第２反射器によって前記第２検出器の方に逐次偏向される。
【００１３】
さらに、前記第１反射器、前記第１対物レンズ及び前記第１検出器は、Ｘ軸に沿って並んで配置され、前記第２反射器、前記第２対物レンズ及び前記第２検出器は、Ｘ軸に沿って並んで配置されている。
【００１４】
さらに、前記第１対物レンズと前記第１検出器との間に第１ビームスプリッタが設けられ、前記第１照明源は前記第１ビームスプリッタと位置的に対応し、前記第２対物レンズと前記第２検出器との間に第２ビームスプリッタが設けられ、前記第２照明源は第２ビームスプリッタと位置的に対応し、前記第１照明源から照射された光ビームは、前記第１ビームスプリッタによって前記第１反射器の方に導かれ、前記第２照明源から照射された光ビームは、前記第２ビームスプリッタによって前記第２反射器の方に向けられる。
【００１５】
さらに、前記第１対物レンズと前記第１基板との間に第３反射器が配置され、前記第２対物レンズと前記第２基板との間に第４反射器が配置され、前記第１反射器からの光ビームは、前記第３反射器によって前記第１基板の方に案内され、前記第１基板によって反射され、記第３反射器及び前記第１反射器によって前記第１検出器の方に逐次偏向され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第１検出器によって受光され、前記第２反射器からの光ビームは、前記第４反射器によって前記第２基板の方に向けられ、前記第２基板によって反射され、前記第４反射器及び前記第２反射器によって前記第２検出器の方に逐次偏向され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第２検出器によって受光される。
【００１６】
さらに、前記第１及び第２反射器の間に第３ビームスプリッタが設けられ、前記第１反射器からの光ビームは、前記第３ビームスプリッタによって前記第１基板の方に向けられ、前記第１基板によって反射され、前記第３ビームスプリッタ及び前記第１反射器によって前記第１対物レンズの方に逐次偏向され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第１検出器によって受光され、前記第２反射器からの光ビームは、前記第３ビームスプリッタによって前記第２基板の方に案内され、前記第２基板によって反射され、前記第３ビームスプリッタ及び前記第２反射器によって前記第２対物レンズの方に逐次偏向され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第２検出器によって受信される。
【００１７】
さらに、前記第１及び第２照明源は、Ｘ軸に沿って前記第１及び第２反射器の間に配置され、前記第１及び第２照明源は、Ｙ軸に沿って対称であり、それぞれ前記第１及び第２基板に位置的に対応し、前記第１及び第２照明源から放射された光ビームは、それぞれ前記第１及び第２基板に直接照射される。
【００１８】
さらに、前記第１対物レンズと前記第１照明源との間に第３反射器が設けられ、前記第２対物レンズと前記第２照明源との間に第４反射器が設けられ、前記第１基板から反射された光ビームは、前記第３反射器及び前記第１反射器によって前記第１対物レンズの方に逐次偏向され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第１検出器によって受光され、前記第２基板から反射された光ビームは、前記第４反射器及び前記第２反射器によって前記第２対物レンズの方に逐次偏向され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第２検出器によって受光される。
【００１９】
さらに、前記第１及び第２照明源の間に第３ビームスプリッタが設けられ、前記第３ビームスプリッタは前記第１及び第２照明源と位置的に対応し、前記第１基板から反射された光ビームは、前記第３ビームスプリッタ及び前記第１反射器によって前記第１対物レンズの方に逐次偏向され、前記第１対物レンズによって拡大され、前記第１検出器によって受光され、前記第２基板から反射された光ビームは、前記第３ビームスプリッタ及び前記第２反射器によって前記第２対物レンズの方に逐次偏向され、前記第２対物レンズによって拡大され、前記第２検出器によって受光される。
【００２０】
さらに、前記第１及び第２検出器がＣＣＤカメラとして実施される。
【００２１】
本発明はまた、上述のような基板アライメント用マシンビジョンシステムを含む基板アライメント装置を提供する。
【００２２】
本発明のマシンビジョンシステム及びアライメント装置では、第１及び第２照明源、第１及び第２反射器、第１及び第２対物レンズ並びに第１及び第２検出器のペアはそれぞれＸ軸に関して対称である。第１及び第２照明源からの光ビームは、それぞれ対応する基板に照射されて反射され、それぞれ対応する対物レンズによって拡大され、それぞれ対応する検出器によって検出のために受光される。このような設計により、マシンビジョンシステムは、対物レンズのレンズバレルの向きに沿って設置面積が大幅に減少し、検出範囲が拡大し、アライメント効率及び精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の検査装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る基板アライメント用マシンビジョンシステムの構成図である。
【図３】図２のＡ部の側面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る基板アライメント用マシンビジョンシステムの構成図である。
【図５】図４のＡ部の側面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る基板アライメント用マシンビジョンシステムの構成図である。
【図７】図６のＡ部の側面図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る基板アライメント用マシンビジョンシステムの構成図である。
【図９】図８のＡ部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１において、１'は第１基板を示し、２'は第２基板、３'は顕微鏡対物レンズである。
図２〜９において、１は第１基板を示し、２は第２基板、１１〜１２は第１及び第２照明源、２１〜２４は第１〜第４反射器、３１〜３２は第１及び第２対物レンズ、４１〜４２は第１及び第２検出器、５１〜５３は第１〜第３ビームスプリッタである。
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２６】
実施の形態１
図２〜図３に示すように、本発明は、Ｙ軸に沿って対称に保持された第１及び第２基板間に配置され、第１及び第２照明源１１、１２、第１及び第２反射器２１、２２、第１及び第２対物レンズ３１、３２並びに第１及び第２検出器４１、４２を含む、基板アライメント用マシンビジョンシステムを提供する。第１及び第２照明源１１、１２は、Ｘ軸に関して対称に配置されている。第１及び第２反射器２１、２２はＸ軸に関して対称に配置されている。第１及び第２対物レンズ３１、３２は、Ｘ軸に関して対称に配置されている。第１及び第２検出器４１、４２は、Ｘ軸に関して対称に配置されている。第１及び第２照明源１１、１２から照射された光は、それぞれ対応する基板に照射されて反射され、それぞれ対応する対物レンズによって拡大され、それぞれ対応する検出器によって検出される。好ましくは、第１及び第２検出器４１、４２はＣＣＤカメラとして実施される。具体的には、第１照明源１１からの光ビームは第１基板１に照射されて反射され、第１対物レンズ３１によって拡大され、第１検出器４１によって検出される。第２照明源１２からの光ビームは第２基板２に照射されて反射され、第２対物レンズ３２によって拡大され、第２検出器４２によって検出される。第１及び第２照明源１１、１２、第１及び第２反射器２１、２２、第１及び第２対物レンズ３１、３２並びに第１及び第２検出器４１、４２の各ペアは、それぞれＸ軸に関して対称に配置され、それぞれ第１及び第２基板を測定するための２つのＸ軸対称な検出光路を構成する。このような設計により、マシンビジョンシステムは、対物レンズのレンズバレルの方向に沿って（すなわち、Ｘ軸に沿って）設置面積が大幅に減少し、検出範囲が拡大し、アライメント効率及び精度が向上する。
【００２７】
好ましくは、第１及び第２照明源１１、１２、第１及び第２反射器２１、２２、第１及び第２対物レンズ３１、３２並びに第１及び第２検出器４１、４２はすべて、駆動装置が取り付けられるベースフレームに固定され、第１及び第２基板の任意の所望の部分の測定を達成するために、Ｘ、Ｙ及びＺ方向に移動するようにベースフレームを駆動する。
【００２８】
好ましくは、第１対物レンズ３１及び第２対物レンズ３２は、Ｙ軸に沿って対称に配置され、それぞれ第１基板及び第２基板に対応する。第１及び第２反射器２１、２２は、第１及び第２対物レンズ３１、３２に関して対称に配置されている。具体的には、第１及び第２反射器２１、２２は、Ｘ−Ｙ平面の異なる側に配置されている。好ましくは、第１反射器２１と第１検出器４１はＸ軸に沿って並んで配置され、第２反射器２２と第２検出器４２はＸ軸に沿って並んで配置されている。 第１及び第２検出器４１、４２は、Ｘ軸に沿って第１及び第２対物レンズ３１、３２の同じ側に配置されている。
【００２９】
好ましくは、第１ビームスプリッタ５１は、第１反射器２１と第１検出器４１との間に配置される。第１ビームスプリッタ５１は、第１照明源１１と位置的に対応する。第２ビームスプリッタ５２は、第２反射器２２と第２検出器４２との間に配置される。第２ビームスプリッタ５２は第２照明源２２と位置的に対応している。第１照明源１１からの光ビームは第１ビームスプリッタ５１によって第１反射器２１に向けられ、第２照明源１２からの光ビームは第２ビームスプリッタ５２によって第２反射器２２に向けられる。
【００３０】
好ましくは、第１対物レンズ３１と第１反射器１１との間に第３反射器２３が設けられ、第２対物レンズ３２と第２反射器２２との間に第４反射器２４が設けられる。第１反射器１１からの光ビームは、第３反射器２３によって第１基板の方に導かれ、第１基板によって第１対物レンズ３１の方に反射され、第１対物レンズによって拡大され、第３反射器２３及び第１反射器２１によって、検出のために第１検出器４１の方に逐次偏向される。第２反射器２２からの光ビームは、第４反射器２４によって第２基板の方に向けられ、第２基板によって第２対物レンズ３２の方に反射され、第２対物レンズによって拡大され、第４反射器２４及び第２反射器２２によって、検出のために第２検出器４２の方に順次偏向される。
【００３１】
本発明はまた、上で定義されたようなマシンビジョンシステムを使用する基板アライメント装置を提供する。
【００３２】
実施の形態２
図４〜図５に示すように、実施の形態１と異なり、第１反射器２１と第２反射器２２との間に第３ビームスプリッタ５３（図５に示す）が配置されている。本実施の形態に従うと、第３ビームスプリッタ５３は、第１及び第２対物レンズ３１、３２の両方に位置的に対応している。第１反射器２１からの光ビームは、第３ビームスプリッタ５３によって第１基板の方に向けられ、第１基板によって反射され、第１対物レンズ３１によって拡大され、第３ビームスプリッタ５３及び第１反射器２１によって、検出のために第１検出器４１の方に逐次偏向される。第２反射器２２からの光ビームは、第３ビームスプリッタ５３によって第２基板の方に導かれ、第２基板によって反射され、第２対物レンズ２２によって拡大され、第３ビームスプリッタ５３及び第２反射器２２によって、検出のために第２検出器４２の方に逐次偏向される。本実施の形態によれば、単一の第３ビームスプリッタ５３を用いて各光路の光ビームを反射するため、検出に有害な第３ビームスプリッタ５３内での干渉を避けるために、第１及び第２照明源１１、１２からの光ビームは波長が異なる必要がある。
【００３３】
実施の形態３
図６?図７に示すように、実施の形態１〜２と異なり、第１反射器２１、第１対物レンズ３１及び第１検出器４２がＸ軸に沿って並んで配置されている。本実施の形態では、第２反射器２２、第２対物レンズ３２及び第２検出器４２は、Ｘ軸に沿って並んで配置されている。この配置は、対物レンズのより大きな作動距離を可能にし、その結果、Ｙ軸におけるスペースの節約をもたらす。
【００３４】
好ましくは、第１ビームスプリッタ５１は、第１対物レンズ３１と第１検出器４１との間に配置される。第１ビームスプリッタ５１は、第１照明源１１と位置的に対応する。第２ビームスプリッタ５２は、第２対物レンズ３２と第２検出器４２との間に配置される。第２ビームスプリッタ５２は、第２照明源２２と位置的に対応している。第１照明源１１からの光ビームは、第１ビームスプリッタ５１によって第１反射器２１の方に向けられる。第２照明源１２は、第２ビームスプリッタ５２によって第２反射器２２の方に向けられる。
【００３５】
好ましくは、第３反射器２３は第１対物レンズ３１と第１基板との間に配置され、第４反射器２４は第２対物レンズ３２と第２基板との間に配置される。第１反射器２１からの光ビームは、第３反射器２３によって第１基板の方に導かれ、第１基板によって反射され、第３反射器２３及び第１反射器２１によって逐次偏向され、第１対物レンズ３１によって拡大され、検出のために第１検出器４１によって受光される。
第２反射器２２からの光ビームは、第４反射器２４によって第２基板の方に向けられ、第２基板によって反射され、第４反射器２４及び第２反射器２２によって逐次偏向され、第２対物レンズ３２によって拡大され、検出のために第２検出器４２によって受光される。
【００３６】
実施の形態４
本実施の形態では、実施の形態３と異なり、第３反射器５３は第１反射器２１と第２反射器２２との間に配置される。第１反射器２１からの光ビームは、第３ビームスプリッタ５３によって第１基板の方に向けられ、第１基板によって反射され、第３ビームスプリッタ５３及び第１反射器２１によって逐次偏向され、第１対物レンズ３１によって拡大され、検出のために第１検出器４１によって受光される。第２反射器２２からの光ビームは、第３ビームスプリッタ５３によって第２基板の方に導かれ、第２基板によって反射され、第３ビームスプリッタ５３及び第２反射器２２によって逐次偏向され、第２対物レンズ３２によって拡大され、検出のために第２検出器４２によって受光される。
【００３７】
実施の形態５
本実施の形態では、図８〜図９に示すように、実施の形態３〜４とは異なり、第１照明源１１と第２照明源１２とは、第１反射器２１と第２反射器２２との間でＹ軸に沿って対称に配置され、それぞれ第１及び第２基板と位置的に対応している。第１及び第２照明源１１、１２からの光は、それぞれ第１基板及び第２基板に直接照射される。
【００３８】
好ましくは、第３反射器２３は第１対物レンズ３１と第１照明源１１との間に配置され、第４反射器２４は第２対物レンズ３２と第２照明源１２との間に配置される。第１基板からの光ビームは、第３反射器２３及び第１反射器２１によって逐次反射され、第１対物レンズ３１によって拡大され、検出のために第１検出器４１によって受光される。第２基板からの光ビームは、第４反射器２４及び第２反射器２２によって逐次反射され、第２対物レンズ３２によって拡大され、検出のために第２検出器４２によって受光される。
【００３９】
実施の形態６
実施の形態５とは異なり、第３ビームスプリッタ５３は、第１照明源１１と第２照明源１２との間に設けられている。第３ビームスプリッタ５３は、第１照明源１１と第２照明源１２と位置的に対応する。第１基板からの光は、第３ビームスプリッタ５３及び第１反射器２１によって逐次偏向され、第１対物レンズ３１によって拡大され、検出のために第１検出器４１によって受光される。第２基板からの光ビームは、第３ビームスプリッタ５３及び第２反射器２２によって逐次偏向され、第２対物レンズ３２によって拡大され、検出のために第２検出器４２によって受光される。
【００４０】
要約すると、本発明のマシンビジョンシステム及びアライメント装置において、システムは、第１及び第２照明源１１、１２、第１及び第２反射器２１、２２、第１及び第２対物レンズ３１、３２並びに第１及び第２検出器４１、４２を含む。第１及び第２照明源１１、１２、第１及び第２反射器２１、２２、第１及び第２対物レンズ３１、３２並びに第１及び第２検出器４１、４２の各ペアは、Ｘ軸に関して対称である。第１及び第２照明源１１、１２からの光ビームは、それぞれ対応する基板に照射されて反射され、それぞれ対応する対物レンズによって拡大され、検出のためにそれぞれ対応する検出器によって受光される。このような設計により、第１及び第２照明源１１、１２、第１及び第２反射器２１、２２、第１及び第２対物レンズ３１、３２並びに第１及び第２検出器４１、４２の各ペアがＸ軸に関して対称となり、マシンビジョンシステムは、対物レンズのレンズバレルの方向に沿って設置面積が大幅に減少し、検出範囲が拡大し、アライメント効率及び精度が向上する。
【００４１】
本発明の特定の実施形態を本明細書に記載したが、これらは単なる例示であり、いかなる意味においても本発明の範囲を限定することを意図するものではない。本発明の精神から逸脱することなくなされた様々な省略、置換及び変更は、その範囲内にあると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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